А.В. Богословский – Засл. деятель науки РФ, д.т.н., профессор,  кафедра радиоэлектроники, ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж)

E-mail: p-digim@mail.ru

А.В. Пономарев – к.т.н., доцент, докторант, 

ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж)

E-mail: cycloida@mail.ru

И.В. Жигулина – к.т.н., доцент, профессор,  кафедра математики, ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж) E-mail: ira_zhigulina@mail.ru

Постановка проблемы. Учет особенностей строения и функционирования зрительной системы человека является одним из необходимых этапов создания иконических систем. Некоторым аналогом on-off-центров сетчатки для алгоритмов машинного зрения можно считать детекторные поля (ДП).

Цель. Обосновать работу ДП в рецептивном режиме для использования основных достоинств двухзоновых структур при обработке видеоинформации.

Результаты. Показано, что рецептивный режим применения ДП обеспечивается за счет двухзоновой структуры элементов ДП, использования механизма дрейфа в процессе формирования выходного видеосигнала и, главное, раздельного анализа реакций центральных и периферийных областей детекторов. Предложено несколько различных конфигураций детекторов с разбиением периферийной области на дополнительные зоны. Определение местоположения объекта на изображении и линейных размеров объекта выполнено путем анализа взаимного расположения объекта и элементов ДП с фиксацией моментов начала и конца пересечения объекта и областей детекторов.

В основу работы ДП в режиме рецептивного поля положен механизм формирования рецептивных полей on-off-центрами сетчатки глаза. Рецептивный режим работы ДП осуществлен за счет разделения реакций центральной и периферийных областей детекторов, которые так же, как и on-off-центры, имеют двухзоновую структуру, и использования механизма дрейфа. Проведен анализ всех возможных случаев взаимного расположения элементарного детектора поля и изображения объекта. Получены аналитические выражения реакций центральной и периферийной областей для простейшего случая – объекта постоянной яркости на однородном фоне. Подобное построение ДП позволило при известном векторе скорости дрейфа определять местоположение объекта и его линейные размеры. Показано также, что точность определения местоположения объекта повышается при разбиении периферийной области на дополнительные зоны. Введен детектор особой формы – «cross-детектор». 

Практическая значимость. Разработан алгоритм работы ДП в рецептивном режиме, включая поиск объектов на изображении, и приведен пример его работы по реальным изображениям

1. Пономарев А.В., Богословский А.В., Жигулина И.В. Детекторные поля // Радиотехника. 2018. № 7. С. 129−136. DOI 10.18127/j00338486-201807-23.
2. Пономарев А.В., Богословский А.В., Жигулина И.В. Двумерная дискретная фильтрация выходных сигналов детекторных полей // Радиотехника. 2018. № 7. С. 137−145. DOI 10.18127/j00338486-201807-24.
3. Пономарев А.В., Богословский А.В., Жигулина И.В. Модель дрейфа детекторного поля // Радиотехника. 2018. № 11. С. 18−22. DOI 10.18127/j00338486-201811-03.
4. Богословский А.В., Пономарев А.В., Жигулина И.В. Идентификация границ объектов на основе модели дрейфа детекторного поля // Радиотехника. 2018. № 11. С. 23−27. DOI 10.18127/j00338486-201811-04.
5. Смит К.Ю.М. Биология сенсорных систем. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2013. 583 с.
6. Hubel D.H., Wiesel T.N. Receptive Fields, binocular interaction and functional architecture in the cat’s visual cortex // J. Physiol. (London). 1962. 106 (1). P. 106−154.
7. Hubel D.H., Wiesel T.N. Receptive fields and functional architecture in two nonstriate visual areas (18 and19) of the cat // J. Neurophysiol. 1965. 28 (2). P. 229−289.
8. Ярбус А.Л. Роль движения глаз в процессе зрения. М.: Наука. 1965. 173 с.
9. Митькин А.А. Системная организация зрительных функций. М.: Наука. 1988. 252 с.
10. Богословский А.В., Пономарев А.В., Жигулина И.В. Детекторные поля в режиме саккад // Успехи современной радиоэлектроники. 2019. № 6. С. 15−20. DOI 10.18127/j20700784-201906-02.